JP2000211858A - エレベ―タ―巻上機の電磁ブレ―キ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、複数系統の制動手段を有し、
単純な構造で安定した制動力が更に、得られることであ
る。 【解決手段】制動体は、ドーナツ状に分割され、該分割
される分割制動体が各々独立に制動作動するようにし
て、回転体の回転方向に対して鋭角部をなくすことで制
動性の向上を図ることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の回転を電
磁的に制動する電磁ブレーキおよびこれをエレベーター
装置の巻上機に使用するエレベーター装置の巻上機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転軸の回転をばねで制動し電磁的に制
動を解除する電磁ブレーキ、たとえばエレベーターの巻
上機などに用いられるディスク形電磁ブレーキは、作動
の確実性，安全性の面などから制動を行う制動手段を２
系統設けることを要求されることがある。２系統の制動
手段を有するディスク形電磁ブレーキとしては、たとえ
ば実開昭58−30046 号公報に開示されたものが知られて
いる。このディスク形電磁ブレーキは、制動力を２段階
に発生させることが目的であるが、制動手段は２系統に
なっている。同心の円板アーマチャ２個とそれぞれのア
ーマチャに対して２個の電磁石を設け、２個のアーマチ
ャに対して、それぞれ独立に制動ばねを設けている。回
転するロータ（ブレーキ板）の片面にアーマチャを制動
ばねで押し付けることにより制動力を発生する。

【０００３】一方、実開昭58−149630 号公報に開示さ
れた一般産業用に用いられるディスク形電磁ブレーキが
知られている。このディスク形電磁ブレーキは、電磁石
が１個のステータと、円板状の１個のアーマチャとから
構成され、ロータは回転軸に対してスプラインなどによ
り結合され、回転軸の回転方向に対しては拘束されてい
るが、軸方向には移動できるようになっている。ステー
タと固定板は、アーマチャの外周部寄りを貫通する通し
ボルトにより結合されている。アーマチャは、通しボル
トにより回転が拘束されているが、ボルトの軸方向（電
磁石の吸引力方向）には移動できる。ステータにはコイ
ルばねが設けられており、アーマチャを固定板方向に押
し付け、ロータはアーマチャと固定板とに挟まれ、この
ばね力により押し付けられて制動力を発生し、ロータの
両面で制動力を発生する。小形で簡単な構造になってい
る。

【０００４】また、回転が拘束される固定体と、該固定
体から予め決められる距離だけ離れる位置に配置される
回転体と、前記固定体に設けられるコイルに電流を流す
時に前記固定体側に吸引され、前記コイルに電流を流さ
ない時に前記固定体に設けられる弾性部材によって前記
回転体に押圧され、前記固定体に回転が規制される制動
体とを備える電磁ブレーキにおいて、前記制動体は、円
周方向に分割され、該分割される分割制動体が各々独立
に制動作動するようにしてなることである。

【０００５】固定体に設けられるコイルに電流を流す
と、制動体は固定体側に吸引される。回転体は固定体か
ら予め決められる距離だけ離れる位置に配置され、この
位置は、制動体が固定体側に吸引されると、少なくとも
制動体は回転体の制動を解除する。この際、制動体が回
転体から離れるように、固定体から離れる位置に回転体
を配置すれば、回転体の制動は確実に解除される。固定
体に設けられるコイルに電流を流さない時は、制動体は
固定体に吸引されず、制動体は固定体に設けられる弾性
部材によって回転体側に押圧される。この際、回転体は
固定体から予め決められる距離だけ離れる位置に配置さ
れ、この位置は制動体が回転体を押圧できる位置であ
る。したがって、制動体は回転体の回転を制動し、した
がって回転体とともに回転する回転軸を制動する。

【０００６】そして、制動体は、円周方向に複数に分割
され、この複数に分割される分割制動体は各々独立に、
すなわち各分割制動体は固定体に設けられるコイルによ
って固定体側に吸引され、また弾性部材によって回転体
側に押圧される。複数に分割される分割制動体は、各々
独立に制動作動するので、複数系統の制動手段を有する
ことになり、万が一どれかの分割制動体が作動しない時
でも他の正常に作動する分割制動体によって制動される
ので、安全で信頼性の高い電磁ブレーキとなる。

【０００７】さらに、上記電磁ブレーキにおいて、前記
固定体から一定の距離だけ離れる位置に該固定体に固定
されて配置される別の固定体を有し、前記回転体は前記
制動体と前記別の固定体との間に配置されてなることで
ある。別の固定体を有する電磁ブレーキは、上記電磁ブ
レーキの作用に加え、回転体が制動体と別の固定体との
間に配置され、両側から制動されるので、一層安定した
制動力が得られる。別の固定体は、固定体のコイルに電
流を流さない時に弾性部材によって回転体が別の固定体
に押圧される位置に配置される。

【０００８】したがって、別の固定体と制動体とは回転
体の回転を制動し、回転体とともに回転する回転軸を制
動することができる。この際、回転体が回転軸の中心線
方向に規定範囲内で移動可能に形成されることにより、
制動体がコイルによって固定体側に吸引される時、また
は弾性部材によって回転体に押圧される時に作動が一層
確実になる。

【０００９】さらに、上記いずれかの電磁ブレーキにお
いて、前記制動体は、二つの前記分割制動体を有してな
ることである。二つの分割制動体を有する電磁ブレーキ
は、上記いずれかの電磁ブレーキの作用に加え、単純な
構造で安定した制動力が得られ、この装置の製作の際に
は部品数も少なく、組み立ても容易で経済的である。そ
して、上記いずれかの電磁ブレーキにおいて、前記分割
制動体は、前記固定体に設けられる一つの共通コイルに
よって吸引されてなることである。分割制動体を吸引す
る際に、一つの共通コイルによって行うことは、上記い
ずれかの電磁ブレーキの作用に加え、一層単純な構造
で、この装置の製作の際には部品数も少なく、組み立て
も容易で経済的である。

【００１０】また、昇降路内で乗りかごとつり合おもり
とを駆動シープの回転によって昇降駆動するエレベータ
ー装置の巻上機において、上記いずれかの電磁ブレーキ
を有してなることである。上記いずれかの電磁ブレーキ
を有するエレベーター装置の巻上機は、複数系統の制動
手段を有し、安全で信頼性の高い制動作動を行うことが
できる構造である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記２
系統の制動手段を持つディスク形電磁ブレーキ（実開昭
58−30046 号公報）は、円板状のアーマチャを２個同心
状に配置するので、ブレーキの外形が大きくなる。ロー
タの片面で制動力を発生させることから、ロータに軸方
向力が発生して、軸受に負担がかかり、軸受の寿命低下
や軸の移動に伴う制動力のバラツキが発生し、安定した
制動力が得られない恐れがあった。また、電磁石を２個
設けるので高価格になり経済的ではなかった。

【００１２】一方、先の一般産業用に用いられるディス
ク形電磁ブレーキ（実開昭58−149630号公報）は、ロー
タの両面で制動力を発生させることからロータに軸方向
力が発生せず、大きな制動力が得られ、ブレーキの外形
寸法も小さくでき、簡単な構造で安価に製造できるが、
制動手段は１系統である。

【００１３】また、回転が拘束される固定体と、該固定
体から予め決められる距離だけ離れる位置に配置される
回転体と、前記固定体に設けられるコイルに電流を流す
時に前記固定体側に吸引され、前記コイルに電流を流さ
ない時に前記固定体に設けられる弾性部材によって前記
回転体に押圧され、前記固定体に回転が規制される制動
体とを備える電磁ブレーキにおいて、前記制動体は、円
周方向に分割され、該分割される分割制動体が各々独立
に制動作動するようにしてなることであるが、前記制動
体は、円周方向に分割され、該分割される分割制動体が
各々独立に制動作動するようにしてなるため、制動体の
分割部分が鋭角となるため電磁ブレーキの動作時に鋭角
部の破損するおそれがある。

【００１４】本発明の課題は、複数系統の制動手段を有
し、単純な構造で安定した制動力が更に、得られること
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では、回転が拘束される固定体と、該固定体から
予め決められる距離だけ離れる位置に配置される回転体
と、前記固定体に設けられるコイルに電流を流す時に前
記固定体側に吸引され、前記コイルに電流を流さない時
に前記固定体に設けられる弾性部材によって前記回転体
に押圧され、前記固定体に回転が規制される制動体とを
備える電磁ブレーキにおいて、前記制動体は、ドーナツ
状に分割され、該分割される分割制動体が各々独立に制
動作動するようにして、回転体の回転方向に対して鋭角
部をなくすことで制動性の向上を図ることである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電磁ブレーキ
およびこれを有するエレベーター装置の巻上機の実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、図１〜図５
において、同じ構造，作用部分には同一符号を付けて示
す。

【００１７】図１は、本発明に係る電磁ブレーキの一実
施形態を示す断面図である。図２は、図１におけるＩ−
Ｉ線断面図である。図３は、図１におけるII−II線断面
図である。図４は、図３におけるIII−III線断面図であ
る。本電磁ブレーキの実施形態の説明においては、主に
図１を用いて説明し、必要に応じて図２〜図４を参照し
て説明する。なお、図５は立体図を示したものである。

【００１８】図１における実施形態の電磁ブレーキは、
無励磁のディスク形電磁ブレーキＢを示している。ディ
スク形電磁ブレーキＢは、回転が拘束され略平坦な面２
５を有する固定体としてのステータ１と、このステータ
１の略平坦な面２５に垂直な線を中心軸２６に回転可能
に設けられる回転軸１１とともに回転し、ステータ１の
略平坦な面２５から予め決められる距離Ｄ１だけ離れる
位置に配置される回転体としてのロータ１５と、ステー
タ１に回転が規制されてステータ１に設けられるコイル
２に電流を流す時にステータ１側に吸引され、コイル２
に電流を流さない時にステータ１に設けられる弾性部材
としてのコイルばね２１，２２（図３，図４に表示）に
よってロータ１５に押圧される制動体としてのアーマチ
ャ２４を備える。

【００１９】さらに、アーマチャ２４は、ドーナツ状
（環状）に二つに分割され、この分割される分割制動体
としての分割アーマチャ１７，１８が各々独立に制動作
動する。そして、ディスク形電磁ブレーキＢは、ステー
タ１の略平坦な面２５から一定の距離Ｄ２だけ離れる位
置にステータ１に固定されて配置される別の固定体とし
て固定板３を有し、ロータ１５は分割アーマチャ１７，
１８と固定体３との間に配置される。この時、ステータ
１に設けられるコイル２は、一つの共通コイルとして設
けられ、分割アーマチャ１７，１８は、この一つの共通
コイルによって別々に吸引される。

【００２０】次に、本ディスク形電磁ブレーキＢについ
てさらに詳細に説明する。ステータ１にはリング状に巻
かれるコイル２が装着される。固定板３は、ボルト４
（図２，図４に表示）により巻上機のケース５に固定さ
れる。固定板８とステータ１は３本の通しボルト６、同
じく３本の通しボルト７により結合されている。通しボ
ルト６，７において、固定板３に結合されている部分に
は段付きが設けられており、通しボルト６，７は固定板
３に対してナット８により締め付けられている。ステー
タ１と通しボルト６，７の間にはわずかに隙間が設けら
れ、ステータ１は通しボルト６，７に対して自由方向に
位置決めのための移動調整ができるようになっており、
ダブルナット９，１０により調節，固定される。

【００２１】軸受２８を介してケース５に支持される回
転軸１１にはスプライン溝が設けられ、ロータハブ１２
がキー１３を介して取り付けられる。ロータハブ１２が
ゆるんで回転軸１１から抜けないように止め鈴１４が設
けられる。ロータハブ１２には、ロータ１５が取り付け
られる。ロータ１５は、回転軸１１に対して回転軸の中
心軸２６方向に規定範囲内で移動可能に形成され、回転
軸１１の回転方向には、回転軸１１とともに回転する。
ロータ１５と固定板３の間にはリング状の摺動材１６が
介在する。

【００２２】この摺動材１６はロータ１５または固定板
８のどちらかに接続されて取り付けられる。この実施形
態において、摺動材１６は固定板３に接着される。ロー
タ１５とステータ１の間には二つのドーナツ状の分割ア
ーマチャ１７，１８（図３参照）が介在する。通しボル
ト６は分割アーマチャ１７を貫通しており、貫通部には
適度な隙間が設けてある。これにより、分割アーマチャ
１７は、通しボルト６により回転を拘束されているが通
しボルト６の軸方向には移動でき、通しボルト６をガイ
ドとして分割アーマチャ１７が軸方向にスムーズに移動
できるようになっている。

【００２３】また、ガイドピン７は分割アーマチャ１８
のガイドをしており、ガイド部には適度な隙間が設けて
ある。これにより分割アーマチャ１８は、ガイドピン７
により回転を拘束されているがガイドピン７の軸方向に
はスムーズに移動できるようになっている。

【００２４】二つの分割アーマチャ１７，１８とロータ
１５の間にも摺動材１９，２０が介在する。この摺動材
も、ロータ１５にリング状にして接着しても良いし、分
割アーマチャ１７，１８に各々接着しても良い。この実
施形態では、分割アーマチャ１７，１８に各々接着す
る。ステータ１には、８本のコイルばね２１，２２が設
けられる（図３，図４）。

【００２５】分割アーマチャ１７を押し付けるコイルば
ね２１は４本であり、分割アーマチャ１８を押し付ける
コイルばね２２は４本である。この実施形態では、コイ
ルばねの本数をそれぞれの分割アーマチャに対して４本
設定しているが、制動力に応じて本数を設定すれば良
い。コイルばね２１，２２の位置は分割アーマチャを平
均的に押し付けられるように決められることが望まし
い。

【００２６】図４は、コイル２に電流を流し、分割アー
マチャ１７，１８がステータ１に吸引される（または吸
引されている）状態を示している。この状態において、
分割アーマチャ１７，１８に接着される揺動材１９，２
０とロータ１５にはエアギャップδが生じる。この時、
ロータ１５は分割アーマチャ１７，１８に接着される揺
動材１９，２０と固定板３に接着される摺動材１６から
開放される。エアギャップδが小さすぎると、回転中に
ロータ１５と摺動材１６〜１８が絶えず接触し、摺動材
が著しく摩耗する。また温度が上昇し、摺動材１６〜１
８が劣化するなどの問題が生じる。

【００２７】一方、エアギャップδが大きすぎると、コ
イルばね２１，２２の押圧力（または押付力）に打ち勝
って分割アーマチャ１７，１８を吸引できなくなるの
で、エアギャップδは適当な範囲に設定しなければなら
ない。このエアギャップδは、ダブルナット９，１０の
ねじ込み量を調節することにより設定できる。

【００２８】次に、本ディスク形電磁ブレーキＢの動作
について説明する。制動時は、ステータ１のコイル２に
流れる電流を切ると、電磁力がなくなるので分割アーマ
チャ１７はコイルばね２１により押圧され、分割アーマ
チャ１８はコイルばね２２により押圧される。そして、
ロータ１５は固定板３に接着される摺動材１６と分割ア
ーマチャ１７に接着される摺動材１９に挟まれ、また、
固定板３に接着される摺動材１６と分割アーマチャ１８
に接着される摺動材２０に挟まれて制動力を発生する。

【００２９】このように、制動時には分割アーマチャ１
７と分割アーマチャ１８の２系統により制動力を発生す
る。つまり、二つの分割アーマチャ１７，１８は相互に
関連することなく独立に動作する。コイル２に電流を流
すと、分割アーマチャ１７を囲む磁気回路と分割アーマ
チャ１８を囲む磁気回路の２系統が形成される。よっ
て、各々の分割アーマチャは一つの共通コイル２によっ
て同時に吸引され、コイルばね２１，２２の押圧力に打
ち勝ちロータ１５を開放（または解除）する。このよう
に、ロータの開放は１個のステータで済む。

【００３０】ドーナツ状の分割アーマチャ１７，１８
は、図３に示すように、半径方向に寸法Ｌだけ離してあ
る。この寸法Ｌが小さすぎると、分割アーマチャ１７と
分割アーマチャ１８はお互いに吸引され、半径方向に力
が作用する。そうすると、分割アーマチャ１７，１８と
通しボルト６，ガイドピン７の接触力が大きくなり、分
割アーマチャの動きが悪くなる。一方、寸法Ｌが大きす
ぎると、コイル２によって形成される磁気回路がこの寸
法Ｌ分だけ縮小されるため、コイル２によって形成され
る電磁吸引力が小さくなる。以上のことから、寸法Ｌに
ついても適当な値にする必要がある。この寸法Ｌは、エ
アギャップの数十倍程度で十分であり、極端に小さくし
ない限り問題ないので、円板状の分割アーマチャを二分
割しても電磁吸引力が大きく低下することはない。

【００３１】本実施形態のディスク形電磁ブレーキＢ
は、円板状のアーマチャを二つ設けることにより、２系
統の制動メカニズム（制動手段）を有する電磁ブレーキ
とすることができ、ステータとロータが各々１個で済む
ので、小型で安価である。

【００３２】また、アーマチャを二分割しても、本実施
形態における電磁ブレーキの外形寸法は、従来の電磁ブ
レーキの外形寸法とほぼ同等になる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の電磁ブレーキによれば、複数系
統の制動手段を有し、単純な構造で安定した制動力が得
られ、かつ小型で経済的である。

【００３４】また、本発明のエレベーター装置の巻上機
によれば、上記電磁ブレーキを有することにより、安全
で信頼性が高い安定する巻き上げ動作を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁ブレーキの一実施形態を示す
断面図である。

【図２】図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】図１におけるII−II線断面図である。

【図４】図３におけるIII−III縦断面図である。

【図５】本発明の電磁ブレーキの斜視図である。

【符号の説明】

１…ステータ（固定体）、２…コイル、３…固定板（別
の固定体）、１５…ロータ（回転体）、１７…円板大、
１８…小円板（分割アーマチャ）、２１，２２…コイル
ばね（弾性部材）、２４…アーマチャ（制動体）、Ｄ１
…予め決められる距離、Ｄ２…一定の距離。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 薫 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 Ｆターム(参考） 3F306 AA07 BA09

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体側に配置される制動体から予め決め
   られた距離をもって配置される回転体と、前記制動体は
   固定体に設けられているコイルに電流を流す時は磁力に
   よって前記固定体側へ吸引され、前記コイルに電流を流
   さない時には前記固定体に設けられる弾性体により前記
   回転体に押圧されることによって、前記回転の回転を制
   動する電磁ブレーキにおいて、前記制動体は、ドーナツ
   形をした大小２枚の円板であり、これらの円板はその中
   心を同一として小円板は大円板の内側に配置された制動
   体とされ、前記制動体が各々独立に制動可能にしてある
   ことを特徴とするエレベーター巻上機の電磁ブレーキ。